1 井場噪聲的主要來源鉆井作業(yè)時，一系列機(jī)械裝置聯(lián)動及電機(jī)組的工作會產(chǎn)生大量噪聲。鉆井噪聲多為機(jī)械性噪聲，并伴有電磁作用產(chǎn)生的電磁噪聲、液體撞擊產(chǎn)生的流體性噪聲（多為氣體沖擊噪聲，如氣田鉆井時測試放噴氣），或者突發(fā)性的非穩(wěn)態(tài)噪聲（如各種沖擊碰撞、快速放氣閥產(chǎn)生的刺耳尖鳴等）。

 

  鉆井井場的主要噪聲設(shè)備包括動力驅(qū)動系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等。

 

  （1）動力驅(qū)動系統(tǒng)主要是柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃燒沖擊壓力作用在柴油機(jī)所致噪聲、排氣管快速氣流流動噪聲、水箱冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動噪聲。

 

  （2）提升系統(tǒng)主要是在進(jìn)行起下鉆、換鉆頭、送鉆、下套管等作業(yè)時鉆井絞車、游動滑車的運(yùn)動引發(fā)的機(jī)械撞擊噪聲。

 

  （3）泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要是泥漿泵動噪聲、振動篩的振動噪聲以及水龍頭、水龍帶、鉆柱等振動噪聲疊加。

 

  （4）旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動引起的機(jī)械噪聲。

 

  （5）傳動系統(tǒng)主要是傳動鏈條、倒車機(jī)構(gòu)等機(jī)械裝置聯(lián)動產(chǎn)生噪聲。

 

  2 噪聲的現(xiàn)場測量與分析根據(jù) GB/T 21230-2007《工作環(huán)境中噪聲暴露的測量與評價導(dǎo)則》、GB/T 3222-1994《環(huán)境噪聲測量方法》和 GB/T 3222.1-2006《環(huán)境噪聲的描述、測量與評價》等噪聲的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對勝利油田 21 支井隊的現(xiàn)場噪聲和設(shè)備噪聲做了實(shí)地調(diào)查，并對噪聲水平進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測。使用綜合測定值來表示其 A 計權(quán)等效連續(xù)聲級。所使用的測量儀器為 BSWA308I 型聲級計，可以進(jìn)行多參量同時測量。

 

  2.1 井場各區(qū)噪聲監(jiān)測和分析根據(jù)井場內(nèi)主要噪聲來源，進(jìn)行了針對性的噪聲測量，見表 1。對從業(yè)人員主要工作點(diǎn)石油與天然氣化工進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測.

 

  場的噪聲源多，并且分散分布，主要源自柴油發(fā)電機(jī)、泥漿泵、振動篩、鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備，均值都在 90 dB 以上，并呈現(xiàn)出連續(xù)、穩(wěn)態(tài)的特性。并呈點(diǎn)聲源輻射影響周圍。

 

  由表 2 可以看出，鉆臺、鉆井泵、循環(huán)罐、機(jī)房作為井場內(nèi)主要的工作點(diǎn)，噪聲值較大，噪聲值范圍在 73.2～109.4 dB，平均值超過接觸限值 85 dB，且變化幅度大，其中機(jī)房的噪聲值最大，可達(dá)到 109.4 dB，鉆井泵房的最大噪聲值 97.3 dB，鉆臺噪聲最大值 93.4 dB。

 

  由以上分析得出，井場各區(qū)噪聲值均會超過《工業(yè)企業(yè)職工聽力保護(hù)規(guī)范》中每工作日8 h 暴露于等效聲級應(yīng)小于 85 dB 的接觸限值的要求，不僅會對作業(yè)工人的身心健康造成損害，還會影響周圍環(huán)境。

 

  2.2 井場設(shè)備噪聲監(jiān)測和分析現(xiàn)場常用的柴油機(jī)配置是 3 臺 PZ12V190（1020HP 或 1200HP）或 MB-820 型柴油機(jī)，配套冷卻風(fēng)扇、水箱、底座。柴油機(jī)內(nèi)氣缸燃燒的爆發(fā)沖擊和壓力變化引起的噪聲、排氣管向外輻射的噪聲、水箱冷卻風(fēng)扇噪聲構(gòu)成了柴油機(jī)的主要噪聲。在 3 臺同時運(yùn)轉(zhuǎn)時，噪聲達(dá)到 100 dB 以上。經(jīng)監(jiān)測[5]

 

  ，在鉆進(jìn)及起下鉆的條件下，柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇處噪聲為 106 dB，氣缸處噪聲為 112 dB，排氣管噪聲為 120 dB。對兩種類型柴油機(jī)的噪聲頻譜特性進(jìn)行了調(diào)查實(shí)測，并得出了頻譜圖（見圖 1）。

 

  從頻譜分析來看，鉆井作業(yè)時，柴油機(jī)噪聲屬于低頻噪聲，在 63～500 Hz 處有一峰值，石油與天然氣化工之后隨頻率升高而減小。根據(jù)聲音傳播與頻率關(guān)系，低頻聲具有波長較長，方向性弱，衰減時間長的特點(diǎn)。人耳所能感到的頻率范圍為 20～20 000 Hz 之間，語言頻率<2 000 Hz。因此，柴油機(jī)噪聲對人影響很大，需要對柴油機(jī)進(jìn)行噪聲控制。在同一頻率下，PZ12V190 型柴油機(jī)與 MB-820 型相比，噪聲值更高。

 

  圖 1 兩種柴油機(jī)的噪聲頻譜特性曲線Figure 1 Noise spectrum characteristic of two kinds of diesel常用的鉆機(jī)有 ZJ32、ZJ40、ZJ45 等，針對不同鉆井深度鉆機(jī)的噪聲水平做了實(shí)測（見圖 2）。3 200 m 井深鉆機(jī)鉆臺處噪聲最大，超過 90 dB，其他深度鉆機(jī)噪聲值相差不大，隨井深繼續(xù)增加有逐漸下降趨勢，并會趨于穩(wěn)定，原因可能為隨井深增加，鉆柱長度增加，因地層作用引起的振動衰減嚴(yán)重，使地面振動變?nèi)?。如圖 2 所示，在相同鉆井深度下，使用同類鉆機(jī)時，3 200 m 鉆機(jī)噪聲為 91.9 dB，高于 4 000 m 鉆機(jī)的噪聲 83.8dB。3 200 m 鉆機(jī)會產(chǎn)生更高的噪聲值，中深井鉆進(jìn)時鉆井噪聲問題將會更為嚴(yán)重。

 

  圖 2 不同鉆井深度下鉆臺處噪聲的變化曲線Figure 2 curves of noise on drill floor under different drilling depth石油與天然氣化工圖 3 不同井隊同類型鉆機(jī)的噪聲變化曲線Figure 3 curves of same type of rigs’noise in different well teams3 井場噪聲治理對策分析針對井場內(nèi)存在的高噪聲問題已經(jīng)影響到周圍環(huán)境及工作人員正常的生產(chǎn)生活，建議采用以下降噪措施。

 

  （1） 對井場內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行合理布局，有效利用距離衰減來降低噪聲的影響。按照點(diǎn)聲源衰減計算公式（1）：

 

  0 0L ( r ) = L ( r ) - 20lg( r / r )-A（1）式中， L(  r )、0L ( r )分別為距離點(diǎn)聲源r 、0r 處的聲壓級，dB；A為空氣吸收引起的衰減量，dB。

 

  假設(shè)空氣吸收為 0，機(jī)房 1 m 處噪聲為 109.4 dB。經(jīng)過理論計算，為達(dá)到接觸噪聲限值85 dB，應(yīng)使職工宿舍和值班房在機(jī)房排氣管相反方向，兩者相隔距離大于 16.6 m；若按照GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的 2 類聲環(huán)境功能區(qū)（指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需要維護(hù)住宅安靜的區(qū)域）晝間 60 dB，夜間 50 dB計算，兩者相隔距離應(yīng)大于 295 m。

 

  （2）優(yōu)選使用網(wǎng)電鉆井，既節(jié)能減排又降低噪聲水平[6]

 

  ，對普通柴油機(jī)和網(wǎng)電鉆井時噪聲水平進(jìn)行對比監(jiān)測，如圖 4 所示。使用網(wǎng)電技術(shù)能明顯減小井場內(nèi)噪聲值，與柴油機(jī)動力相比，噪聲值減少 10～30 dB。石油與天然氣化工圖 4 柴油機(jī)與網(wǎng)電產(chǎn)生的噪聲對比圖Figure 4 noise comparison between diesel engine and electrical noise（3） 如果使用發(fā)電機(jī)、柴油機(jī)、空氣壓縮機(jī)等，要安裝隔聲間或隔聲罩，并在隔聲間或隔聲罩氣流通道安裝消聲器，同時對設(shè)備基礎(chǔ)配套減振設(shè)施；在柴油機(jī)排氣管、空壓機(jī)進(jìn)風(fēng)口等要加設(shè)消聲器。經(jīng)研究表明，對柴油機(jī)房進(jìn)行改造后噪聲降低 30 dB 左右[7]

 

  。

 

  （4） 假如井場處于居住區(qū)，要在場界四周安裝隔聲屏或吸隔聲墻；對于有較大噪聲水平的工作崗位，應(yīng)對工作人員配戴耳塞、耳罩等隔聲措施。

 

  4 結(jié) 論（1）井場的噪聲源分散分布，均值大都在 90 dB 以上，連續(xù)、穩(wěn)態(tài)，并輻射影響周圍。

 

  鉆臺、機(jī)房等作為井場內(nèi)工作點(diǎn)，噪聲值變化范圍在 73.2～109.4 dB，平均值超過接觸限值85 dB，且變化幅度大，其中機(jī)房的噪聲值最大，可達(dá)到 109.4 dB，鉆井泵房的最大噪聲值97.3 dB，鉆臺噪聲最大值 93.4 dB。

 

  （2）柴油機(jī)噪聲屬于低頻噪聲，在 63～500 Hz 處有一峰值，隨頻率升高而減小。具有波長較長，方向性弱，衰減時間長的特點(diǎn)。3 200 m 井深鉆機(jī)鉆臺處噪聲最大，超過 90 dB，隨井深繼續(xù)增加有噪聲值下降趨勢，并會趨于穩(wěn)定。與其他類鉆機(jī)（主要指 4 000 m）相比較，3 200 m 鉆機(jī)能產(chǎn)生更高的噪聲值。

 

  （3）合理布置井場內(nèi)設(shè)備，使用網(wǎng)電技術(shù)，對柴油機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔聲間或隔聲罩，并在場界設(shè)置吸隔聲墻，這些措施可以有效減少井場內(nèi)噪聲，并減輕噪聲污染。